元素化合物知识专题.pptx

元素化合物专题元素化合物专题颜色颜色状态状态密度密度熔沸点熔沸点碱金属碱金属银白色银白色固态固态减小（钾反常）减小（钾反常）逐渐降低逐渐降低卤族卤族浅黄绿黄绿浅黄绿黄绿红棕紫黑红棕紫黑气态气态逐渐增大逐渐增大逐渐升高逐渐升高氧族氧族无色黄无色黄灰银白灰银白气固气固逐渐增大逐渐增大逐渐升高逐渐升高碳族碳族无色黑灰无色黑灰银灰银白银灰银白蓝白蓝白固态固态逐渐增大逐渐增大不定不定氮族氮族无色白或黄无色白或黄灰银白灰银白气固气固逐渐增大逐渐增大氮磷升高、氮磷升高、砷锑铋降低砷锑铋降低各族元素物理性质比较各族元素物理性质比较第一节碱金属第一节碱金属 碱土金属碱土金属 一一、碱碱土土金金属属与与碱碱金金属属相相似似，有有很很强强的的化化学学活活性性，都都能能与与卤卤素素、氧氧、硫硫及及其其它它非非金金属属单单质质发发生生反反应应，它它们们的的单单质质呈呈银银白白色色（除除Ba微黄色外）、轻，但皆比碱金属硬。微黄色外）、轻，但皆比碱金属硬。碱土金属以镁为典型。镁不如钠活泼，但碱土金属以镁为典型。镁不如钠活泼，但它仍有相当强的金属性和还原性，是常见它仍有相当强的金属性和还原性，是常见的活泼金属之一。镁与氧的的活泼金属之一。镁与氧的“化学亲合力化学亲合力”强，所以与氧和不少氧化物都能发生反强，所以与氧和不少氧化物都能发生反应，一般要加热或高温下进行。应，一般要加热或高温下进行。例如：例如：2Mg+CO2=2MgO+C（能能夺夺CO2中中氧氧而而还还原原出出C，因而，因而CO2不能熄灭镁的燃烧）不能熄灭镁的燃烧）2Mg+TiC14=Ti+2MgC12（能能还还原原出出钛钛等等现现代代应用的金属）应用的金属）2Mg+SiO2=2MgO+Si（镁镁也也能能制制硅硅粉粉，它它从从SiO2中夺氧）中夺氧）镁镁与与盐盐溶溶液液反反应应时时,对对不不活活动动金金属属盐盐溶溶液液可可置置换换出出相相应应的的金金属属单单质质,但但若若该该盐盐水水解解后后酸酸性性较较强强时时,还有酸与镁生成氢气的反应伴生。还有酸与镁生成氢气的反应伴生。比比如如:对对氯氯化化铵铵溶溶液液,则则与与水水解解出出的的盐盐酸酸反反应应生生成成氯氯化镁与氢气化镁与氢气.2NH4+2H2O+Mg=Mg2+H2+2NH3H2O二、氧化物和氢氧化物二、氧化物和氢氧化物1.氧化物氧化物碱碱金金属属和和碱碱土土金金属属常常见见的的氧氧化化物物有有正正常常氧氧化化物物、过氧化物和超氧化物三类。过氧化物和超氧化物三类。（1）碱碱金金属属和和碱碱土土金金属属氧氧化化物物与与水水反反应应都都生生成成相相应的氢氧化物应的氢氧化物O2+H2O=2OH（注意：注意：O2在水中不能存在在水中不能存在）碱碱金金属属和和碱碱土土金金属属氧氧化化物物在在水水中中的的溶溶解解度度，在在同同一一族族中中都都是是从从上上到到下下增增加加，因因此此它它们们与与水水反反应应激激烈烈的的程程度度也也是是从从上上到到下下增增加加。Li2O与与水水反反应应缓缓慢慢；Rb2O，Cs2O与与水水反反应应如如此此剧剧烈烈甚甚至至爆爆炸炸。BeO，MgO对对水水呈呈现现一一定定的的惰惰性性；CaO，SrO，BaO与水猛烈反应而放出大量的热。与水猛烈反应而放出大量的热。（2）过氧化物是氧化剂和氧气发生剂）过氧化物是氧化剂和氧气发生剂 O22+2H2O=H2O2+2OH（H2O2分分解解可可放出放出O2）Na2O2+2CO2（g）=2Na2CO3+O2（作作为为CO2吸收剂和供氧剂）吸收剂和供氧剂）（3）超氧化物是强氧化剂和供氧剂。）超氧化物是强氧化剂和供氧剂。2O2+2H2O=H2O2+2OH+O2 4MO2+2CO2（g）=2M2CO3+3O22.氢氧化物氢氧化物（1）碱碱土土金金属属与与水水反反应应，皆皆能能产产生生对对应应的的氢氢氧氧化化物物和和氢氢气气：Be极极弱弱，Mg与与沸沸水水反反应应较较缓缓；Ca与与冷冷水水作作用用不不太太剧剧烈烈因因Ca（OH）2微微溶溶，覆覆盖盖表表面面阻阻碍碍反反应应；Sr、Ba与冷水反应剧烈。与冷水反应剧烈。（2）水水溶溶性性：Be(OH)2 难难溶溶,Mg(OH)2难难溶溶，Ca(OH)2微微 溶溶，Sr(OH)2可可 溶溶，Ba(OH)2 溶溶三、盐类三、盐类1.常见的钠盐：常见的钠盐：食食盐盐（NaC1）、芒芒硝硝（Na2SO410H2O）为为易易溶无色的晶体，它们是强酸强碱盐，不水解。溶无色的晶体，它们是强酸强碱盐，不水解。纯纯碱碱（Na2CO3）和和结结晶晶碳碳酸酸钠钠，即即块块碱碱（Na2CO310H2O），因因有有弱弱酸酸根根CO32而而水水解具有碱性。解具有碱性。小苏打（小苏打（NaHCO3），其溶解度比），其溶解度比Na2CO3小，小，加热分解较容易加热分解较容易（NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O）。因含酸）。因含酸式弱酸根式弱酸根HCO3，故水解，但碱性比正盐弱。，故水解，但碱性比正盐弱。2.常见钙盐：常见钙盐：氯氯化化钙钙（CaC12，CaC126H2O），无无色色至至白白色色固固体体，吸吸湿湿潮潮解解，易易溶溶于于水水。无无水水CaC12是是常常用用的的干干燥燥剂剂，几几乎乎除除NH3和和酒酒精蒸气外，皆可用其干燥。精蒸气外，皆可用其干燥。碳碳酸酸钙钙（CaCO3），白白色色固固体体，煅煅烧烧分分解解。易易溶溶于于酸酸而而难难溶溶于于水水。溶溶于于CO2水水溶溶液液而而成成可可溶溶性性的的Ca(HCO3)2,使使水水有有硬硬性性（暂暂硬硬水水，可可用用煮煮沸沸或或加加石石灰灰、纯纯碱碱等等使使其其转转化化为为CaCO3沉沉淀淀的的办办法法除除去去，而而使使水水软软化化）。天天然然产产者者很很多多，如如石石灰灰石石、大大理理石、方解石、白垩、石笋石、钟乳石等。石、方解石、白垩、石笋石、钟乳石等。3.常见的镁盐：常见的镁盐：氯氯化化镁镁（MgC12，MgC126H2O盐盐卤卤），无无色色晶晶体体，潮潮解解，易易溶溶于于水水。光光卤卤石石（KC1MgC126H2O），无无色色晶晶体体易易溶溶，潮潮解解，把把光光卤卤石石用用碱碱处处理理（如如用用石石灰灰乳乳）可可得得Mg(OH)2，再再与与盐盐酸酸反反应应制制得得氯氯化化镁镁。熔融氯化镁电解是冶炼镁的方法。熔融氯化镁电解是冶炼镁的方法。碳酸镁（碳酸镁（MgCO3）为白色固体，微溶）为白色固体，微溶于水，加热分解。碳酸镁矿石叫菱镁矿，于水，加热分解。碳酸镁矿石叫菱镁矿，溶于酸，溶于溶于酸，溶于CO2和水混合物而成和水混合物而成Mg(HCO3)2，使水具硬性（暂时硬水），使水具硬性（暂时硬水），可用煮沸或加石灰、纯碱使转化为难溶的可用煮沸或加石灰、纯碱使转化为难溶的Mg(OH)2而软化。而软化。四、锂、铍的特殊性和对角线规则四、锂、铍的特殊性和对角线规则一一般般说说来来，碱碱金金属属和和碱碱土土金金属属元元素素性性质质的的递递变变是是有有规规律律的的，但但锂锂和和铍铍却却表表现现出出反反常常性性。锂锂及及其其化化合合物物的的性性质质与与其其它它碱碱金金属属元元素素及及其其化化合合物物的的性性质质有有明明显显的的差差异异。铍铍也也同同样样表表现现出出与与其其它它碱碱土土金金属属元元素素性性质质上上差差异异。但但是是锂锂与与镁镁，铍铍与与铝铝在在性性质质上上却表现出很多的相似性。却表现出很多的相似性。在在周周期期系系中中，某某元元素素的的性性质质和和它它左左上上方方或或右右下下方方的的另另一一元元素素性性质质相相似似性性，称称对对角角线线规规则则。这这种种相相似性特别明显地存在于下列三对元素之间：似性特别明显地存在于下列三对元素之间：Li Be B C Na Mg A1 Si锂与镁相似性表现在：锂与镁相似性表现在：（1）锂锂、镁镁在在氧氧气气中中燃燃烧烧都都生生成成正正常常氧氧化化物物，而而其其它它碱金属生成过氧化物或超氧化物。碱金属生成过氧化物或超氧化物。（2）都都能能与与N2直直接接化化合合生生成成氮氮化化物物，而而其其它它碱碱金金属属相相应化合物均为易溶盐。应化合物均为易溶盐。6Li+N2=2Li3N、3Mg+N2=Mg3N2（3）它它们们的的氟氟化化物物、碳碳酸酸盐盐、磷磷酸酸盐盐均均难难溶溶于于水水，其其它碱金属相应化合物均为易溶盐。它碱金属相应化合物均为易溶盐。（4）氢氢氧氧化化物物均均为为中中等等强强度度的的碱碱，在在水水中中溶溶解解度度不不大大。加加热热时时可可分分别别分分解解为为Li2O和和MgO。其其它它碱碱金金属属氢氢氧氧化物均为强碱，且加热至熔融也不分解。化物均为强碱，且加热至熔融也不分解。（5）硝硝酸酸盐盐加加热热分分解解产产物物均均为为氧氧化化物物、NO2和和O2，而而其它碱金属硝酸盐分解为其它碱金属硝酸盐分解为MNO2和和O2。第二节卤素第二节卤素一、卤素单质1.制法：实验室中卤素单质一般可用氧化剂MnO2、KMnO4、K2Cr2O7、KC1O3、Ca(C1O)2氧化氢卤酸的方法制取。例如：2KMnO4+16HC1=2KC1+2MnC12+5C12+8H2O制取氟只能采用电解法。例如：2KHF2（熔融）电解 2KF+H2+F2 2.性质：游离态的卤素非金属活泼性显著，是常见的氧化剂，它们与多种金属直接化合成卤化物，也与不少非金属反应得到非金属卤化物。(1)与水反应：一般卤素与水发生歧化反应，水既不是氧化剂，也不是还原剂，X2+H2O=HX+HXO；而氟与水反应，水是还原剂，2F2+2H2O=4HF+O2。=3 与与碱碱溶溶液液反反应应：常常温温下下C12、Br2、Br2和和氢氢氧氧化化钠溶液反应生成卤化物、次卤酸盐或者卤酸盐。钠溶液反应生成卤化物、次卤酸盐或者卤酸盐。C12+2OH=C1+C1O+H2O；Br2+2OH=Br+BrO+H2O或或3Br2+6OH=5Br+BrO3+3H2O 3I2+6OH=5I+IO3+3H2O（IO常常温温下下不不稳稳定，歧化为定，歧化为I、IO3）加加热热条条件件下下，C12和和浓浓氢氢氧氧化化钠钠溶溶液液反反应应则则生生成成卤卤化物、卤酸盐。化物、卤酸盐。3C12+6OH=5C1+C1O3+3H2O。但但氟氟气气通通过过稀稀的的氢氢氧氧化化钠钠溶溶液液（2%水水溶溶液液）生生成成氟氟化化钠钠，同同时时放放出出一一种种无无色色气气体体OF2气气体体（还还有有可能生成可能生成O3）。）。2F2+2OH=2F+OF2+H2O对于氟的特殊性还应注意下列几方面：对于氟的特殊性还应注意下列几方面：（1）氟气能氧化稀有气体；）氟气能氧化稀有气体；（2）绝绝大大多多数数的的金金属属加加热热后后能能在在氟氟气气中中燃燃烧烧，生成高价态的氟化物；生成高价态的氟化物；（3）氟氟能能氧氧化化高高能能燃燃料料：2F2+N2H4=N2+4HF；（4）氟氟是是人人体体形形成成强强壮壮的的骨骨骼骼和和预预防防龋龋齿齿所所必必需的微量元素；需的微量元素；（5）CaF2、MgF2难溶于水；难溶于水；（6）氟氟能能使使硫硫氧氧化化为为+6价价，其其它它卤卤素素均均不不能能将将硫氧化为硫氧化为+6价。价。二、卤化氢二、卤化氢1制法：实验室里卤化氢可由卤化物与高沸点制法：实验室里卤化氢可由卤化物与高沸点（H2SO4，H3PO4）反应制取。）反应制取。CaF2+H2SO4(浓浓)=CaSO4+2HF NaC1+H2SO4(浓浓)=NaHSO4+HC1但但HBr和和HI不能用浓不能用浓H2SO4制取制取,因为浓因为浓H2SO4会会氧化它们氧化它们,得不到纯的得不到纯的HBr和和HI。2HBr+H2SO4(浓浓)=SO2+2H2O+Br2 8HI+H2SO4(浓浓)=H2S+4H2O+4I2如用非氧化性的如用非氧化性的H3PO4代替代替H2SO4,则可制得则可制得HBr和和HI。NaX+H3PO4=NaH2PO4+HXHBr和和HI也可用磷和也可用磷和Br2或或I2反应生成反应生成PBr3或或PI3,后者遇水后者遇水立即水解成亚磷酸（立即水解成亚磷酸（H3PO3）和）和HBr或或HI.2P+3X2+6H2O=2H3PO3+6HX2性性质质：卤卤化化氢氢都都是是具具有有刺刺激激性性臭臭味味的的无无色色气气体体。它它们们的的性性质质随随原原子子序序数数增增加加呈呈现现规规律律性性的的变变化化(见见图图21,其其中中HF因因生生成成氢氢键键,使使得得熔熔沸沸点点比比HC1的高的高)。HF HC1 HBr HI 稳定性逐渐减弱稳定性逐渐减弱水水溶溶液液的的酸酸性性、还还原原性性逐逐渐渐增增强强、沸沸点点除除HF外外逐逐渐升高渐升高图图21 卤化氢的性质变化变律卤化氢的性质变化变律卤卤化化氢氢的的水水溶溶液液称称氢氢卤卤酸酸，除除氢氢氟氟酸酸是是弱弱酸酸外外，其其它它皆皆为为强强酸酸。但但是是氢氢卤卤酸酸却却表表现现出出一一些些独独特特的的性性质质，例例如如它它可可与与SiO2反反应应：SiO2+4HF=SiF4+2H2O（氢氟酸能腐蚀玻璃，其它氢卤酸不能）。（氢氟酸能腐蚀玻璃，其它氢卤酸不能）。三、卤素氧化物和含氧酸及其盐三、卤素氧化物和含氧酸及其盐 卤卤素素含含氧氧酸酸中中以以氯氯的的含含氧氧酸酸最最重重要要。氯氯的的含含氧氧酸性质变化有如下规律酸性质变化有如下规律HC1O HC1O2 HC1O3 HC1O4 氧化性逐渐减弱氧化性逐渐减弱酸酸 性、稳定性逐渐增强性、稳定性逐渐增强 （1）次次 氯氯 酸酸 及及 其其 盐盐 HC1O是是 很很 弱弱 的的 酸酸（Ka=2.95108）。它它很很不不稳稳定定，只只能能存存在在稀稀溶液中，且会慢慢自行分解。溶液中，且会慢慢自行分解。2 HC1O=2HC1+O2HC1O是是强强的的氧氧化化剂剂和和漂漂白白剂剂。漂漂白白粉粉是是C12与与Ca(OH)2反反应应所所得得的的混混合合物物，其其漂漂白白作作用用就就是是基基于于C1O的氧化性。的氧化性。（2）氯酸及其盐）氯酸及其盐 HC1O3 是强酸，也是强氧化剂。是强酸，也是强氧化剂。它能把它能把I2氧化成氧化成HIO3，而本身的还原产物决定于，而本身的还原产物决定于其用量。其用量。2HC1O3(过量过量)+I2=2HIO3+C12 或或 5HC1O3+3I2(过量过量)+3H2O=6HIO3+5HC1KC1O3是重要的氯酸盐。在有催化剂存在时是重要的氯酸盐。在有催化剂存在时,它受它受热分解为热分解为KC1和和O2；若无催化剂；若无催化剂,则发生歧化反则发生歧化反应。应。4KC1O3=3KC1O4+KC1固体固体KC1O3是强氧化剂。它与易燃物质，如碳、是强氧化剂。它与易燃物质，如碳、硫、磷或有机物质混合后，一受撞击即引起爆炸硫、磷或有机物质混合后，一受撞击即引起爆炸着火，因此着火，因此KC1O3常用来制造炸药、火柴和焰火常用来制造炸药、火柴和焰火等。等。KC1O3的中性溶液不显氧化性，不能氧化的中性溶液不显氧化性，不能氧化KI，但酸化后，即可将，但酸化后，即可将I氧化。氧化。（3）高高氯氯酸酸及及其其盐盐 HC1O4是是最最强强的的含含氧氧酸酸。其其稀稀溶溶液液比比较较稳稳定定，氧氧化化能能力力不不及及HC1O3，但但浓浓HC1O4溶溶液液是是强强的的氧氧化化剂剂，与与有有机机物物质质接接触触会会发发生爆炸，使用时必须十分小心。生爆炸，使用时必须十分小心。（4）卤卤素素含含氧氧酸酸盐盐与与卤卤离离子子的的反反应应：除除氟氟外外，卤卤素素含含氧氧酸酸盐盐与与卤卤离离子子在在酸酸性性条条件件下下发发生生“反反歧歧化化”反应。如：反应。如：C1O+C1+2 H+=C12+H2O C1O3+5C1+6 H+=3C12+3H2O IO3+5I+6 H+=3I2 +3H2O四、卤素互化物和拟卤素四、卤素互化物和拟卤素1卤卤素素互互化化物物：由由两两种种卤卤素素组组成成的的化化合合物物叫叫做做卤卤素素互互化化物物。它它们们的的分分子子由由一一个个较较重重的的卤卤原原子子和和奇奇数数个个较较轻轻的的卤卤原原子子所所构构成成。如如IF7、BrC15、C1F3(C1F5)等。等。卤卤素素互互化化物物绝绝大大多多数数是是不不稳稳定定的的，具具有有较较强强的化学活性。的化学活性。卤卤素素互互化化物物与与大大多多数数金金属属和和非非金金属属作作用用生生成成相应的卤化物。相应的卤化物。卤素互化物都易发生水解。卤素互化物都易发生水解。XX+H2O=HX+HXOIF3+3H2O=3HF+H3IO3卤素互化物一般可由卤素单质直接化合制得。卤素互化物一般可由卤素单质直接化合制得。2某某些些负负一一价价的的阴阴离离子子在在形形成成离离子子化化合合物物和和共共价价化化合合物物时时，表表现现出出与与卤卤离离子子相相似似的的性性质质。在在自自由由状状态态时时，其其性性质质与与卤卤素素单单质质很很相相似似，通通常常称称为为拟拟卤素。卤素。拟拟卤卤素素主主要要包包括括氰氰(CN)2、硫硫氰氰(SCN)2、氧氧氰氰（OCN)2，它它们们的的阴阴离离子子有有氰氰离离子子CN、硫硫氰氰酸酸SCN、氰酸根离子、氰酸根离子CNO。（1）和卤素的单质相似，在水中也有水解作用。）和卤素的单质相似，在水中也有水解作用。如：如：(SCN)2+H2O=HSCN+HSCNO (CN)2+2OH=CN+CNO+H2O（2）和和卤卤素素离离子子相相似似，阴阴离离子子具具有有还还原原性性，其其强强弱弱 顺顺 序序 为为：FOCNClBrCNSCNI。如：如：2SCN-+(CN)2=2CN-+(SCN)2 练习练习氯氯化化碘碘(ICl)的的化化学学性性质质跟跟氯氯气气相相似似，预预计计它它跟水反应的最初反应物是跟水反应的最初反应物是()（A）HI和和HClO （B）HCl和和HIO （C）HClO3和和HIO （D）HC1O和和HIO第三节第三节 氧族元素氧族元素一、氧化物的酸碱性一、氧化物的酸碱性 酸性氧化物：酸性氧化物：CO2、P2O5、SO3等；等；碱性氧化物：碱性氧化物：K2O、CaO等；等；两性氧化物：两性氧化物：Al2O3、ZnO、Cr2O3等；等；中性氧化物：中性氧化物：CO、N2O等；等；复杂氧化物：复杂氧化物：Fe3O4、Pb3O4。二、臭氧的性质和用途二、臭氧的性质和用途 臭氧有特殊的腥臭味，液态有很深的蓝紫色，臭氧有特殊的腥臭味，液态有很深的蓝紫色，固态呈黑色晶体。固态呈黑色晶体。臭氧的特殊化学性质是不稳定性和氧化性臭氧的特殊化学性质是不稳定性和氧化性。2O3=3O2 2Ag+2O3=Ag2O+4O2 O3+2I-+H2O=I2+O2+2OH-，此反应用来测定此反应用来测定O3的含量。的含量。O3+CN-=OCN-+O2 OCN-+O3=CO2+N2+O2 此两反应用来处理含氰废水。此两反应用来处理含氰废水。三、三、H2O2H2O2的性质和用途的性质和用途(参考课本：参考课本：P113)无色黏稠液体，强极性，无色黏稠液体，强极性，H2O2有强的缔有强的缔合作用，其沸点远比水高合作用，其沸点远比水高(423K)；常用常用H2O2有两种，有两种，3%和和35%，前者用于，前者用于消毒杀菌；消毒杀菌；H2O2是很好的脱色剂和杀毒剂。是很好的脱色剂和杀毒剂。三、三、H2O2 H2O2中中O的化合价为的化合价为-1，特征性质是，特征性质是氧化性氧化性和和不稳定性不稳定性。H2O2在较低温度和高纯度时还是比较稳定在较低温度和高纯度时还是比较稳定的。受热和碱性介质、重金属离子的。受热和碱性介质、重金属离子Fe2+、Mn2+、Cu2+等的存在下，促进等的存在下，促进H2O2的分解：的分解：2H2O2=2H2O+O2 三、三、H2O2 H2O2的定量测定为的定量测定为碘量法碘量法：H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O 在在酸性介质酸性介质中其主要表现为氧化性，但与强氧中其主要表现为氧化性，但与强氧 化剂反应表现为还原剂如：化剂反应表现为还原剂如：H2O2+2Fe2+2H+=2Fe3+2H2O H2O2+H2SO3=SO42-+H2O+2H+3H2O2+2NaCrO2+2NaOH=2Na2CrO4+4H2O 5H2O2+2MnO4-+6H+=2Mn2+5O2+8H2O三、三、H2O2用途用途：H2O2的氧化性可漂白丝织物、杀菌消毒。的氧化性可漂白丝织物、杀菌消毒。纯纯H2O2 是火箭燃料。工业上用是火箭燃料。工业上用H2O2的还原性除的还原性除Cl2。H2O2+Cl2=2Cl-+O2+2H+四、硫和它的化合物四、硫和它的化合物 硫的存在和用途硫的存在和用途 硫在地壳中的原子百分含量为硫在地壳中的原子百分含量为0.03%，以单，以单质硫和化合态的硫存在。质硫和化合态的硫存在。单质硫主要蕴藏于火山地区：可能是由于硫单质硫主要蕴藏于火山地区：可能是由于硫化物矿和高温水蒸气作用生成化物矿和高温水蒸气作用生成H2S，H2S受氧化受氧化或与或与SO2作用成为作用成为S 沉积。沉积。2H2S+O2=2S+2H2O 2H2S+SO2=3S+2H2O1、硫的存在和用途、硫的存在和用途 天然硫化物矿：主要包括金属元素硫化天然硫化物矿：主要包括金属元素硫化物，和硫酸盐，如物，和硫酸盐，如FeS2、CaSO4.2H2O、Na2SO4.10H2O等等2、硫的、硫的化学性质化学性质除金和铂外，硫几乎能与所有的除金和铂外，硫几乎能与所有的金属直接加热化金属直接加热化合合。除稀有气体、碘、氮气外，硫与所有的除稀有气体、碘、氮气外，硫与所有的非金属非金属一一般都能化合。般都能化合。硫能溶于苛性钠中：硫能溶于苛性钠中：6S+6NaOH=2Na2S2+Na2S2O3+3H2O硫能溶于浓硝酸氧化成硫酸硫能溶于浓硝酸氧化成硫酸 S+2HNO3=H2SO4+2NO 3、硫的制备、性质和用途、硫的制备、性质和用途 单质硫是从它的天然硫矿床或硫化物中制得。单质硫是从它的天然硫矿床或硫化物中制得。将硫矿隔绝空气加热将硫矿隔绝空气加热(少量空气少量空气)，3FeS2+12C+8O2=Fe3O4+12CO+6S 单质单质S：导热和导电性都很差，不溶于水，：导热和导电性都很差，不溶于水，微溶于酒精，能溶于微溶于酒精，能溶于CS2中。中。世界每年大量消耗世界每年大量消耗S。制。制H2SO4，橡胶工业，橡胶工业，造纸工业。造纸工业。4、H2S和硫化物和硫化物 H2S S蒸气和蒸气和H2可以直接化合成可以直接化合成H2S，而实验室，而实验室，FeS(s)+H2SO4(aq)=H2S(g)+FeSO4(aq)Na2S(s)+H2SO4(aq)=H2S(g)+Na2SO4(aq)H2S分子呈分子呈V形形4、H2S和硫化物和硫化物 H2S是无色有毒气体，常温常压下是无色有毒气体，常温常压下1体积水能体积水能溶解溶解2.6体积的体积的H2S，且，且H2S，水溶液是，水溶液是极弱酸极弱酸：H2S H+HS-HS-H+S2-H2S和硫化物是硫的最低氧化态和硫化物是硫的最低氧化态(-2)，具有，具有还还原性原性，能被氧化成单质或更高的氧化态。，能被氧化成单质或更高的氧化态。H2S+I2=2HI+S H2S+O2=2H2O+2S H2S+4Br2+4H2O=8HBr+H2SO44、H2S和硫化物和硫化物 碱金属硫化物和碱金属硫化物和(NH4)2S是易溶于水的是易溶于水的。但碱土金属的硫化物和硫化亚铁但碱土金属的硫化物和硫化亚铁(FeS)、硫、硫化铜化铜(CuS)等是难溶于水的。等是难溶于水的。4、H2S和硫化物和硫化物 Na2S和和(NH4)2S能溶解单质硫能溶解单质硫，如，如KI可溶可溶解解I2一样，生成多硫化物：一样，生成多硫化物：Na2S+(x-1)S=Na2Sx (NH4)2S+(x-1)S=(NH4)2Sx 多硫化物颜色从黄色到红色，溶解硫越多多硫化物颜色从黄色到红色，溶解硫越多越深越深.它是一种它是一种硫化试剂硫化试剂，向其它反应提供活性，向其它反应提供活性硫。如：硫。如：SnS+(NH4)2S2=(NH4)2SnS3 多硫化物多硫化物在酸性溶液中不稳定在酸性溶液中不稳定，发生歧化分解：，发生歧化分解：Sx2-+2H+=H2S+(x-1)S 其中硫显示出弱的氧化性。其中硫显示出弱的氧化性。5、硫的氧化物、硫的氧化物二氧化二氧化硫硫：主要主要是是SO2和和SO3。二氧化硫，工业二氧化硫，工业上通过燃烧硫铁上通过燃烧硫铁矿制得，矿制得，SO2(b.p.10)，分子呈，分子呈V形。形。5、硫的氧化物、硫的氧化物 SO2是无色有毒刺激气体是无色有毒刺激气体，是一种大气污，是一种大气污染物，它是极性分子，染物，它是极性分子，1体积水中可溶解体积水中可溶解40体体积的积的SO2。SO2中硫的化合价为中硫的化合价为+4，所以它既可以做，所以它既可以做氧化剂，又可以作为还原剂：氧化剂，又可以作为还原剂：SO2+O2 =SO3 2H2S+SO2=3S+2H2O6、硫的氧化物、硫的氧化物三氧化三氧化硫硫 SO3工业上通过工业上通过SO2氧化制备，其氧化制备，其m.p.16.8。气态。气态SO3分子构型为平面三角形，分子构型为平面三角形，键角键角120，键长，键长142pm。SO3能与水反应能与水反应生成硫酸。生成硫酸。7、S的的含氧酸含氧酸1)、亚硫酸亚硫酸弱酸性弱酸性：H2SO3+H2O HSO3-+H3O+还原性还原性(主要主要)：2H2SO3+O2=2H2SO4 H2SO3+I2+H2O=H2SO4+2HI氧化性：氧化性：SO32-+H2O+Cl2=SO42-+2Cl-+2H+SO32-+2H+2H2S=3S+3H2O不稳定性不稳定性：受热分解受热分解 7、S的的含氧酸含氧酸硫代硫酸及其盐硫代硫酸及其盐 硫代硫酸常温很不稳定，立刻分解成硫代硫酸常温很不稳定，立刻分解成S和和SO2，制备时需低温。，制备时需低温。其盐主要是其盐主要是Na2S2O3，Na2S2O3.5H2O，俗名，俗名海波，大苏打，易溶于水，水溶液呈碱性，遇海波，大苏打，易溶于水，水溶液呈碱性，遇酸立即分解：酸立即分解：2Na2S2O3+2HCl=2NaCl+S+SO2+H2O Na2S2O3是一个中等强度的还原剂：是一个中等强度的还原剂：2S2O32-+I2=S4O62-+2I-上述反应是分析化学中测量上述反应是分析化学中测量I2的定量方法。的定量方法。7、S的的含氧酸含氧酸如遇强氧化剂如遇强氧化剂如如Cl2和和Br2等，等，S2O32-被氧化成被氧化成SO42-S2O32-+3Cl2+5H2O=2SO42-+6Cl-+10H+S2O32-的另一重要性质是配位性的另一重要性质是配位性，其配位能，其配位能力强于力强于NH3.H2O，如，如NH3.H2O不能溶解的不能溶解的AgBr，可用，可用S2O32-溶解，冲洗黑白胶卷时用以溶解未溶解，冲洗黑白胶卷时用以溶解未感光的感光的AgBr，故，故Na2S2O3用作定影液。用作定影液。AgBr+2Na2S2O3=Na3Ag(S2O3)2+NaBr第四节第四节 碳族元素碳族元素一、氧化物一、氧化物1.CO2和和CO 制备：含碳化合物的燃烧制备：含碳化合物的燃烧 CaCO3=CaO+CO2 实验室制法：实验室制法：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 HCOOH（甲酸）（甲酸）=CO +H2O H2C2O4（草酸或者乙二酸）（草酸或者乙二酸）=CO2 +CO +H2O一、氧化物一、氧化物2.SiO2 SiO2是原子晶体，与是原子晶体，与CO2大为不同。大为不同。SiO2是是一种坚硬、脆性、难熔的无色固体。一种坚硬、脆性、难熔的无色固体。制石英玻璃：能让紫外光通过，制光学仪器，制石英玻璃：能让紫外光通过，制光学仪器，又因它的膨胀系数小，能经受温度剧变，制备高又因它的膨胀系数小，能经受温度剧变，制备高级化学器皿。但和碱、级化学器皿。但和碱、HF反应。反应。SiO2+4HF(g)=SiF4+2H2O SiO2+6HF(l)=H2SiF6+2H2O SiO2+2OH-=SiO32-+H2O SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2 一、氧化物一、氧化物PbO：两性偏碱两性偏碱，即易溶于，即易溶于HNO3，难溶于碱；，难溶于碱；PbO2：两性偏酸性：两性偏酸性，稍溶于碱稍溶于碱，而难溶于，而难溶于HNO3；SnO2：易溶于碱，酸性显著：易溶于碱，酸性显著。PbO2是强氧化剂是强氧化剂：PbO2+4HCl=PbCl2+Cl2+2H2O 5PbO2+2Mn2+4H+=5Pb2+2MnO4-+2H2OPbO2的制备的制备：Pb(OH)3-+ClO-=PbO2+Cl-+OH-+H2O二、含氧酸及其盐二、含氧酸及其盐1.碳酸和碳酸盐碳酸和碳酸盐 CO2溶于水的体积比可达溶于水的体积比可达1：1，然而溶解，然而溶解的的CO2 大部分是以结合较弱的水合分子形式存大部分是以结合较弱的水合分子形式存在，只有一少部分生成在，只有一少部分生成H2CO3，CO2/H2CO3=600 H2CO3是弱酸：是弱酸：H2CO3 H+HCO3-HCO3-H+CO32-二、含氧酸及其盐二、含氧酸及其盐生成的盐，碱金属生成的盐，碱金属(Li除外除外)和铵的碳酸盐易溶于和铵的碳酸盐易溶于水，其它金属的碳酸盐难溶于水，但水，其它金属的碳酸盐难溶于水，但难溶盐的碳难溶盐的碳酸氢盐有较大溶解度。酸氢盐有较大溶解度。Ca2+CO32-=CaCO3 CaCO3+CO2+H2O=2Ca(HCO3)2 但但易溶的易溶的Na2CO3、K2CO3和和(NH4)2CO3的相的相应碳酸氢盐都有较低溶解度应碳酸氢盐都有较低溶解度，这种反常是由于，这种反常是由于HCO3-离子通过氢键形成双聚或多聚链状离子的离子通过氢键形成双聚或多聚链状离子的结果。结果。二、含氧酸及其盐二、含氧酸及其盐碱金属碱金属的碳酸盐或碳酸氢盐在水中因水解分别显强碱性的碳酸盐或碳酸氢盐在水中因水解分别显强碱性和弱碱性。和弱碱性。通常氢氧化物通常氢氧化物碱性较强的金属离子碱性较强的金属离子可沉淀为碳酸可沉淀为碳酸盐，氢氧化物盐，氢氧化物碱性较弱的金属离子碱性较弱的金属离子可沉淀为碱式碳酸可沉淀为碱式碳酸盐，而盐，而强水解性的金属离子强水解性的金属离子可沉淀为氢氧化物。可沉淀为氢氧化物。Ca2+CO32-=CaCO3 Cu2+2CO32-+H2O=2Cu2(OH)2CO3+CO2 Fe3+3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3+3CO2 碳酸盐的另一重要特征是不稳定性，一般碳酸盐碳酸盐的另一重要特征是不稳定性，一般碳酸盐的热稳定性高于碳酸氢盐。的热稳定性高于碳酸氢盐。二、含氧酸及其盐二、含氧酸及其盐2.硅酸和硅酸盐硅酸和硅酸盐 SiO2不溶于水，硅酸不能用不溶于水，硅酸不能用SiO2与水直接与水直接作用制得，而作用制得，而只能用可溶性硅酸盐与酸作用生只能用可溶性硅酸盐与酸作用生成成。SiO44-+4H+=H4SiO4 硅酸的组成随形成的条件而改变，通式为硅酸的组成随形成的条件而改变，通式为xSiO2.yH2O，x=1，y=1，H2SiO3(偏硅酸偏硅酸)；x=2，y=1，H2Si2O5(二偏硅酸二偏硅酸)；x=1，y=2，H4SiO4(正硅酸正硅酸)。硅酸被放置，或加酸、加其它电解质，就硅酸被放置，或加酸、加其它电解质，就逐渐缩合形成多硅酸的胶体溶液。逐渐缩合形成多硅酸的胶体溶液。二、含氧酸及其盐二、含氧酸及其盐 硅酸通过洗涤、干燥、活化可得多孔硅胶，硅酸通过洗涤、干燥、活化可得多孔硅胶，它可作干燥剂、催化剂载体。它可作干燥剂、催化剂载体。硅酸盐可分为可溶性和不可溶性两大类硅酸盐可分为可溶性和不可溶性两大类，天，天然存在的硅酸盐都是不溶性的，只有钠、钾的某然存在的硅酸盐都是不溶性的，只有钠、钾的某些硅酸盐是可溶性的。些硅酸盐是可溶性的。SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2 Na2SiO3溶于水呈粘稠状的溶于水呈粘稠状的水玻璃。水玻璃。三、卤化物和硫化物三、卤化物和硫化物1.Si、Sn、Pb的卤化物的卤化物 Si的卤化物：的卤化物：SiF4和和SiCl4，其制备：，其制备：SiO2+4HF=SiF4+2H2O Si+2Cl2=SiCl4 SiO2+2C+2Cl2=SiCl4+2CO SiF4易溶于水，并水解：易溶于水，并水解：3SiF4+4H2O=H4SiO4+4H+2SiF62-SiCl4+4H2O=H4SiO4+4HCl三、卤化物和硫化物三、卤化物和硫化物 C、Si只能生成四卤化物，而只能生成四卤化物，而Sn和和Pb可以可以有二卤化物和四卤化物。有二卤化物和四卤化物。SnCl2.2H2O呈无色透明玻璃体，在水中呈无色透明玻璃体，在水中易水易水解解：SnCl2+H2O=Sn(OH)Cl+H+Cl-Sn2+在空气中在空气中易被氧化易被氧化 2Sn2+O2+4H+=2Sn4+2H2O 故配制故配制SnCl2溶液时要加入酸和金属锡。溶液时要加入酸和金属锡。SnCl4由金属锡和过量由金属锡和过量Cl2反应制得，它是反应制得，它是无色液体，不导电，是典型的共价化合物，可无色液体，不导电，是典型的共价化合物，可溶于有机溶剂，遇水强烈水解，在盐酸中则生溶于有机溶剂，遇水强烈水解，在盐酸中则生成六氯合锡酸：成六氯合锡酸：SnCl4+2HCl=H2SnCl6三、卤化物和硫化物三、卤化物和硫化物 PbCl2可用可用Pb和和Cl2反应制得，也可通过反应制得，也可通过PbO与与HCl反应。反应。PbCl2在冷水中难溶，在热在冷水中难溶，在热水中易溶，而在水中易溶，而在HCl中还会发生络合，而增大中还会发生络合，而增大溶解度：溶解度：PbCl2+2Cl-=PbCl42-。PbCl4只在低温时稳定，常温即分解。只在低温时稳定，常温即分解。PbCl4=PbCl2+Cl2